Автомобили на водородном топливе

Автомобили на водородном топливе

21/11/2021 0 Автор Лысьев Алексей

Автомобили на водородном топливе многие считают будущим автомобилестроения. Они не выбрасывают в атмосферу никаких вредных веществ и в то же время решают многие проблемы, с которыми сталкиваются владельцы электромобилей. Однако существуют различные мнения относительно того, станет ли водородный автомобиль популярным среди широкой публики.

Как работает водородный автомобиль

Водородные автомобили – это транспортные средства, работающие на электричестве, полученном из водорода. Он производится топливными элементами в автомобиле, состоящими из положительного (катод) и отрицательного (анод) электродов и полимерной мембраны. Катализатор используется для химического преобразования водорода, который соединяется с кислородом. Электроны от анода проходят через внешнюю цепь, в результате чего возникает ток, который питает автомобиль и приводит его в движение.

Таким образом, водородный автомобиль – это электромобиль, который вырабатывает собственную электроэнергию из водорода в качестве топлива. Побочным продуктом реакции химического преобразования энергии является только дистиллированная вода – никаких вредных для окружающей среды веществ не выделяется.

Схема водородного двигателя:

Схема водородного двигателя

Преимущества автомобиля на водородном топливе

Главное преимущество автомобилей, работающих на водороде, – это отсутствие вредных выбросов. Это тихие и экологически чистые автомобили, которые не способствуют образованию смога и снижают выбросы CO2 в атмосферу. Водород является самым распространенным элементом в мире и может быть получен из возобновляемых источников энергии.

Компании, использующие эти транспортные средства, могут создать имидж социально ответственного предприятия. Водители также имеют право управлять водородными автомобилями в зонах выбросов вредных веществ, пользоваться полосами для автобусов или бесплатно парковаться в центрах городов.

Еще одним преимуществом водородных автомобилей является большой запас хода на одной зарядке – даже более 500 км. В результате такие автомобили особенно хорошо подходят для длительных поездок. Заправка занимает гораздо меньше времени по сравнению со стандартными электромобилями – бак можно заполнить примерно за 5 минут.

Водородные автомобили также имеют небольшой вес. Их топливные элементы значительно легче батарей, используемых в электромобилях, и существенно не снижают грузоподъемность транспортного средства. Полный бак водорода весит около 5 килограммов, в то время как аккумулятор электромобиля весит до 700 килограммов.

Современные водородные автомобили также безопасны в использовании. Самовоспламенение водорода маловероятно, так как оно происходит только при температуре 575 градусов Цельсия. Баллоны в водородных автомобилях изготавливаются из композитных материалов, которые чрезвычайно герметичны, что предотвращает риск утечки газа в автомобиль. В то же время используются дополнительные меры предосторожности, чтобы в случае утечки в резервуаре водород быстро вышел через дренажные каналы.

Недостатки водородных автомобилей

Водородные автомобили не лишены недостатков. Одним из них является низкая энергоэффективность, которая может составлять всего несколько десятков процентов при преобразовании водорода в электричество. Энергия теряется на каждом этапе – добыча водорода, сжатие, сжижение, транспортировка и выработка электроэнергии в топливном элементе.

Хранение водорода обходится дорого, поэтому лишь в нескольких странах уже построены водородные заправочные станции. Производство этого элемента также является дорогостоящим, поэтому его часто производят из угля, что сводит на нет его экологические преимущества.

К недостаткам также можно отнести длительное время прогрева топливного элемента, которое задерживает запуск двигателя. Однако эту проблему можно решить, используя аккумулятор малой емкости, который может подавать электроэнергию сразу же после запуска автомобиля.

Водородные автомобили – цена

В настоящее время водородные автомобили дороги в приобретении – минимальная цена покупки составляет не менее 75 000 долларов. Владелец такого автомобиля также должен считаться с более высокой суммой страховки по сравнению с автомобилями с другими типами. Однако стоимость проезда 100 км сопоставима со стоимостью бензиновых автомобилей.

Рынок водородных автомобилей в мире

В настоящее время лишь несколько производителей продают водородные автомобили. Самым популярным автомобилем такого типа является Toyota Mirai, появившаяся на рынке в 2014 году. Другими крупными брендами, выпускающими водородные автомобили, являются Hyundai и Honda.

Заправка водородным топливом

В мире на конец 2020 года насчитывалось 553 водородных заправочных станций, 200 из них – в Европе. В конце 2020 года наибольшее количество станций находилось в Японии (142). В Европе лидерами являются Германия (100 станций) и Франция (34 станции).

Общий объем продаж водородных автомобилей в мире на конец 2019 года составил менее 10 000 единиц.

Будущее водородных автомобилей. Могут ли они стать популярными?

Водородные автомобили, вероятно, имеют все шансы стать будущим автомобилестроения. Водородная энергетика может стать популярной, особенно в сегментах грузовиков и автобусов. Водородный автомобиль также может подойти водителям легковых автомобилей, которые путешествуют на большие расстояния.

Автомобиль на водородном топливе – это перспективное решение, особенно благодаря его нулевому уровню выбросов. В то же время, он устраняет многие проблемы, с которыми сталкиваются владельцы электромобилей – такие как малый запас хода, длительное время зарядки и сложная утилизация аккумуляторов.

Существенным препятствием на пути распространения водородных автомобилей является медленно развивающаяся инфраструктура. Европейский Союз, тем временем, планирует выделить 65 млрд. евро к 2030 году на развитие сети распределения и хранения водорода.

Амбициозные планы развития разделяют и мировые автомобильные концерны. Toyota в сотрудничестве с Hino Motors в настоящее время работает над созданием большого водородного грузовика с запасом хода 600 километров на одной зарядке. Он также будет обладать высокой грузоподъемностью и малым весом. Тестирование серийного прототипа автомобиля запланировано на весну 2022 года.

Поделиться